DE2640894C2 - Vorschubgerät für die Oberflächenmessung nach dem Tastschnitt-Verfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Vorschubgerät fur die Oberflächenmessung nach dem Tastschnitt-Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Bei einem derartigen gattungsgemäßen Vorschubgerät für die Oberflächenmessung, & h. für die Rauheitsund Welligkeitsabtastung einer Oberfläche, ist in dem Gehäuse ein etwa quaderförmiger Grundkörper vorhanden, der auf der Unterseite höhenverstellbare Füße trägt und als Bett für einen Führungsschlitten dient An dem Führungsschlitten ist eine aus dem Gehäuse herausragende Haltestange angebracht die an ihrem vorderen Ende den an einem gelenkigen Arm sitzenden Mikrotaster trägt

Dieses bekannte Vorschubgerät ist vorzugsweise dazu eingerichtet, ohne Meßständer unmittelbar auf Meßplatten oder auf entt9rechend großen Bezugsflächen des Werkstücks selbst aufgestellt zu werden, wobei eine zwischen dem Arm des Mikrotasters und der Vorschubstange angeordnete Höhenverstelleinrichtung in gewissen Grenzen einen Höhenausgleich .zwischen der Ebene, in der die Tastschnittmessung erfolgen soll und der Aufstellfläche des Gerätes möglich ist Dabei ermöglicht das vorgesehene Gelenk, daß der Mikrotaster mit der Gleitkufe aufgrund seines Eigengewichts auf der Meßfläche gehalten wird.

Die noch verhältnismäßig großen Abmessungen des Gehäuses und die Art der Mikrotasterhalterung beschränken die Verwendung des bekannten Gerätes im wesentlichen auf horizontale Meßflächen, wobei, wenn der Prüfling nicht ausreichend groß iss, um gleichzeitig als Stützfläche für das verhältnismäßig große Vorschubgerät zu dienen, zusätzliche Verstellungen an dem Gerät selbst oder an speziellen Haltereinrichtungen erforderlichsind.

Mikrotaster, wie sie in bekannten Vorschubgeräten für die Oberflächenmessung verwendet werden, sind beispielsweise aus der DE-OS 25 35 912 bekannt. In einem als Gehäuse dienenden Rohr mit geringem Durch-Tiesser ist ein Hebel schwenkbar gelagert, der an seinem freien Ende den durch eine Lmfangsöffnung des Gehäuses hinausragenden Tastdiamanten trägt, wobei in unmittelbarer Nähe der Öffnung für den Tastdiamanten an dem rohrförmigen Gehäuse eine Tastkufe vorgesehen ist, deren Rundungsradius um mehrere Größenordnungen über dem Rundungsradius der Spitze des Tastdiamanten liegt.

Innerhalb des Gehäuses des Mikrotasters ist ferner ein Wandler angeordnet, der die von dem Diamanten

bo auf den Hebel übertragenen mechanischen Bewegungen in elektrische Signale umwandelt, die von dort einer entsprechenden Auswertelektronik zugeführt werden

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Vorschubgerät für die Oberflächenmes-

h5 sung nach dem Tastschnitt-Verfahren zu schaffei,, das in einfacher Weise Oberflächenmessungen an Objekten unterschiedlicher Art ermöglicht, wie ebenen planen Flächen, rechtwinkligen Stirnflüchen. Bohrungen. Zylin-

dern großen oder kleinen Durchmessers, ohne daß erhebliche Umrüstungen erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Vorschubgerät mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst.

Dadurch, daß der Antrieb und die Führung sowie die Lagerung des Tastorgans in miniaturisierter Ausführung in einem rohrförmigen Gehäuse angeordnet sind, ist eine von dem Aufbau des Antriebsmechanismus und den Führungseloinenten des Tastorganes unabhängige Gestaltung des Grundkörpers geschaffen. Die das rohrförmige Gehäuse aufweisende »Vorschubeinheit« kann wahlweise entweder unmittelbar an ihrem Umfang an einer Halterung oder dgL aufgenommen werden oder patronenartig in ein Zusatzstück eingefügt werden, je nachdem, wie es für die jeweilige Meßaufgabe zweckmäßig ist

Um Beschädigung und Fehlbehandlungen des empfindlichen Tastorgans zu verhüten, ist das Tastorgan durch ein stirnseitig auf das rohrförmige Gehäuse aufgesetztes, haubenartiges Schutzstück abgedeckt. Dieses Schutzstuck Hegt mit Vorteil innerhalb des Umrisses des des dem rohrförmigen Gehäuses umschriebenen Zylinders, so daß das rohrförmige Gehäuse ohne Behinderung durch das Schutzstück in dem Grundkörper montiert werden kann, außerdem kann es als Stütze für das Vorschubgerät ausgebildet und gegebenenfalls mit einer prismatischen Führung versehen sein.

Das rohrförmige Gehäuse kann in einer bevorzugten Ausführungsform in einer entsprechenden Boh.oing eines Einrichtungen zur Aufstellung oder Halterung aufweisenden Zusatzstückes aufgenommen sein. Dies gestattet es, beispielsweise durch entsprechende Aufstellung des Zusatzstückes auf einer Bezugsfläche und/oder durch entsprechende Verdrehung des rohrförmigen Gehäuses um seine Längsachse in der Bohrung des Zusatzstückes das Tastorgan entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten der Meßaufgabe einfach so zu orientieren, daß es auf die Schnittebene ausgerichtet ist.

Das Zusatzstück kann mit Vorteil eine zur Aufstellung auf ebene und zylindrische Rächen eingerichtete, prismenförmige Aufstellfläche aufweisen, in deren Bereich ein Längsschlitz vorgesehen sein kann, während das rohrförmige Gehäuse in unmittelbarer Nähe der prismenförmigen Aufstellfläche achsparallel zu deren Längsachse in dem Grundkörper gespannt ist, derart, daß das Tastorgan durch den Längsschlitz in die prismenfönnige Aufstellfläche ragt und in diese eintastet. Damit kann das Vorschubgerät ohne weiteres auf ebene oder zylindrische Meßflächen aufgestellt werden, wie es im übrigen auch möglich ist, das Vorschubgerät an Meßtischen und dgl. zu befestigen.

Um die universelle Einsatzmöglichkeit des Vorschubgerätes noch zu erhöhen, ist es zweckmäßig, wenn das Zusatzstück auf der der prismenförmigen Aufstellfläche gegenüberliegenden Seite eine maßgenaue Auflagefläche aufweist. Auch kann das Zusatzstück zu der prismenförmigen Aufstellfläche rechtwinklig verlaufende und als Auflage- und/oder Bezugsflächep ausgebildete Stirnflächen tragen, die ebenso wie die Auflagefläche, eine maßgenaue Positionierung des Vorschubgerätes gestatten. Darüber hinaus können an dem Grundkörper verstellbare Stützfüße angeordnet sein, die vorteilhafterweise in im Bereiche der Stirnflächen vorgesehenen Führung höhenverstellbar geführt sein können.

Schließlich kann uns Vorschubgerät auch derart eingesetzt werden, daß au^f das rohrförmige Gehäuse endscitig wenigstens eine Stahlplatte aufgesetzt ist, die gegebenenfalls mit dem eine prismatische Führung tragenden Schutzstück derart zusammenwirkt, daß dieses ebenfalls als Stütze für das Vorschubgerät wirkt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. I ein Vorschubgerät gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht,

F i g. 2 das Vorschubgerät nach F i g. 1 in einer Ansicht von vorne,

ίο F i g. 3 das Vorschubgerät nach F i g. 1 mit aufgesetztem Schutzstück in einer Seitenansicht,

F i g. 4 das Vorschubgerät nach F i g. 3 in einer Ansicht von vorne,

F i g. 5 das Vorschubgerät nach F i g. 1 im axialen Schnitt in einer Seitenansicht und in schematischer Darstellung,

F i g. 6 das Vorschubgerät nach F i g. 3 mit einer aufgesetzten Standplatte in einer Seitenansicht.

Fi g. 7 das Vorschubgerät nach Fig. 6 in einer Ansieht von vorne,

F i g. 8 das Vorschubgerät nach F ·'.. 3 eingesetzt in ein Zusäizsiück in einer Seitenansicht,

F i g. 9 die Anordnung nach F i g. 8 in einer Ansicht von vorne,

Fig. 10 das Vorschubgerät nach Fig.8 mit dem Zusatzstück und mit einem höhenverstellten Stützfuß in einer Seitenansicht,

F i g. 11 die Anordnung nach F i g. 10 in einer Ansicht von vorne,

Fi g. 12 das Vorschubgerät nach F i g. *0 mit dem Zusatzstück in einer anderen Einsatzlage, in einer Seitenansicht,

Fi g. 13 die Anordnung nach Fig. 12 in einer Ansicht von vorne,

Fig. 14 das Vorschubgerät nach Fig. 12 in der Anwendung auf die Messung der Oberfläche eines zylindrischen Werkstücks, in einer Seitenansicht,

Fig. 15 die Anordnung nach Fig. 14 in einer Ansicht von vorne und

F i g. 16 das Vorschubgerät nach F i g. 3 eingesetzt in ein Zusatzstück in der Anwendung auf die Messung der lnnc.wandung einer senkrecht zur Planfläche eines Werkstückes verlaufenden Bohrung.

Das Vorschubgerät weist ein den Crundkörpcr bildenden starres, rohrförmiges Gehäuse 1 auf, das bei den dargestellten Ausführungsbeispielcn zylindrisch und auf seiner Außenseite glattwandig ausgebildet ist. Das rohrförmige Gehäuse 1 ist endseitig durch stirnseitige Abschlußplatten 2,3 verschlossen, von denen die eine Abschlußplatte 2 ein elektrisches Anschlußkabel 4 und die diesem zugeordneten, im einzelnen nicht veranschaulichten elektrischen Anschlußelemente trägt. In dem rohrförmigen Gehäuse 1. das den Grundkörper bildet, ist ein "iiniaturisierter Elektromotor (F i g. 5) enthalten, der über ein Getriebe 6 eine Gewindespindel 7 antreibt, die ihrerseits in eins entsprechende Gewindebohrung Z eines Schlittens 9 eingeschraubt ist, der an der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses 1 verschieblich geführt ist. Mit dem Schlitten 9 ist ein das eigentliche Tastorgan bildender Mikrotaster 10 über eine Haltestange 11 verbunden, die an dem Schlitten 9 an einem Drehpunkt 12 verschwenkbar angelenkt ist. Der Mikrotaster 10 ragt durch eine Öffnung 13 der Abjchlußplatte 3 nach außen; er trägt stirnseitig ein haubenartiges Schutzrohr 14, das mit einer Gleitkufe 15 versehen ist und eine Bohrung aufweist, durch die ein bei 16 angedeuteter Tastdiamant nach außen ragt.

Der Elektromotor 5 bildet mit dem Getriebe 6 und

der Gewindespindel 7 sowie dem Schlitten 9 und der Haltestange 11 den Antriebsmechanismus für das Tastorgan in Gestalt des Mikrotasters 10. Wird der an das elektrische Anschlußkabel 4 angeschlossene Elektromotor eingeschaltet, so werden der Schlitten 9 und damit der Mikrotaster 10 in der Längsrichtung des rohrförmigen Gehäuses 1 verschoben, womit der Tastdiamant 16 des in dem rohrförmigen Gehäuses 1 exakt seitlich geführten Mikrotasters 10 die Taststrecke abfährt. Dabei stützt sich der Mikrotaster 10 über das Schutzrohr 14 und die Gleitkufe 15 auf der Meßfläche ab, um zu vermeiden, daß der Tastdiamant 16 einem unregelmäßigen oder einem zu hohen Anpreßdruck ausgesetzt ist. Beim Durchlaufen der Taststrecke gibt der Mikrotastcr über nicht weiter dargestellte elektrische Leitungen elektrische Signale ab, die der Tastbewegung des Tastdiamanien 16 entsprechen und die ein Maß für die Welligkcit und die Rauheit der abgetasteten menförmigen Aufstcllfliiche 24 unter dem Zusai/stikk

23 verläuft.

Rechtwinklig zu der prismenförmigen Abstellfläche

24 sind an dem Zusatzstück 23 zwei als Auflage- und/ j oder Bczugsflächcn ausgebildete maßhaltige, ebene Stirnflächen 25, 26 vorgesehen, die es gestatten, beispielsweise zum Abtasten der Innenwandung einer Bohrung eines Werkstückes, das Zusatzstück 23 mit dem in der Längsbohrung 22 angeordneten Vorschubgerät auf einer der Stirnflächen 25 oder 26 auf einer Bezugsfläche aufzustellen.

Außerdem ist die der prismenförmigen Aufstellfläche 24 gegenüberliegende Kopffläche des Zusatzstückes 23 bei 27 als ebenfalls maßgenaue Auflagefläche ausgebildet, die es ermöglicht, auch sogenannte Überkopf-Messungen vorzunehmen, wie es in Fig. 12, 13 gezeigt ist. Das Zusatzstück 23 ist dabei auf die Auflagefläche 27 aufgestellt; auf das Schutzstück 17 ist ein ringförmiges

MpftflHrhp Hsirsipllpn Hlli in :»n cirh HplfanntPr Wpi»:p Wprkctiirl· 9Ä ΛΐιίσρΙρσι Hpccpn Inn<*nflär»hi> \yr\n

ausgewertet werden kann.

Das den Grundkörper des Vorschubgerätes bildende rohrförmige Gehäuse 1 kann an seinem Umfang in einfacher Weise aufgenommen werden, wozu gegebenenfalls einfache Hilfsmittel verwendet werden können, die ihrerseits zur Befestigung an bekannten Meßhilfseinrichtungen der industriellen Längenmeßtechnik, wie Meßtische, Magnetständer, Meßuhrenaufnahmen und dgl. versehen sind.

Um den empfindlichen Mikrotaster 10 gegen Fehlbehandlungen zu schürzen, ist bei der beispielsweise in den F i g. 3,4 dargestellten Ausführungsform des Vorschubgerätes an der stirnseitigen Abschlußplatte 3 ein haubenartiges Schutzstück 17 befestigt, das den Mikrotaster 10 mit seinen aus dem rohrförmigen Gehäuse vorragenden Teilen 14, 15 nach oben und zur Seite hin abdeckt. Dieses Schutzstück 17 weist eine prismatische Führung 18 auf, die es gestattet, das Schutzstück 17 gleichzeitig als Stützelement für das Vorschubgerät zu benutzen.

Dazu kann in der aus den F i g. 6 und 7 ersichtlichen Weise auch das rohrförmige Gehäuse 1 im Bereiche der stirnseitigen Abschlußplatte 2 eine Standplatte 19 aufgesetzt sein, die, ebenso wie das Schutzstück 17. prismatische Führungen 20 aufweisen kann, die ein Arbeiten auf Plan- und Zylinderflächen gestatten, wie es bei 21 veranschaulicht ist.

In einer anderen, in den Fi g. 8 bis 13 gezeigten Ausführungsform ist das Vorschubgerät mit seinem zylindrischen Gehäuse 1 in eine entsprechende Längsbohrung 22 eines im wesentlichen quaderförmigen Zusatzstückes 23 eingesc'zt und an seinem Umfang in der Längsbohrung 22 aufgenommen. Das Zusatzstück 23 weist eine prismenförrnige Aufstellfläche 24 auf, in deren unmittelbarer Nähe die das rohrförmige Gehäuse 1 aufnehmende Längsbohrung 22 angeordnet ist. Die Längsbohrung 22 steht über einen in dem Zusatzstück 23 vorgesehenen Längsschlitz 250 mit der prismenförmigen Abstellfläche 24 in Verbindung, so daß in der aus Fig. 9 ersichtlichen Weise der Mikrotaster 10 mit seinem Tastdiamanten 16 unmittelbar in die prismenförmige Aufstellfläche 24 eintasten kann. Je nach den Gegebenheiten der jeweiligen Meßaufgabe kann dabei das Vorschubgerät mit seinem rohrförmigen Gehäuse in der Uingsbohrung 22 längsverschoben werden, so daß der Tastdiamant 16 entweder in der aus F i g. 8 ersichtlichen Weise seitlich neben dem Zusatzstück 23 seine Taststrecke durchläuft, oder aber so bewegt wird, daß die Taststrecke zumindest teilweise im Bereiche der pns-Tastdiamanten 16 abgetastet wird.

Im Bereiche der beiden Stirnflächen 25. 26 sind an dem Zusatzstück 23 seitliche Führungen 29,30 ausgebildet, auf denen höhenverstellbare Stützfüße geführt sind, von denen einer bei 31 in F i g. 10,11 veranschaulicht ist.

?s Der Stützfuß 31 ist mittels einer Klemmschraube 12 in seiner jeweiligen Höhenlage fixierbar; er gestattet es beispielsweise in der in F i g. 10, 11 dargestellten Weise, ein auf dr" Bezugsfläche 21 aufgesetztes Werkstück 33 abzutasten. Das Zusatzstück 23 mit seinem Stützfuß 31 dient damit als Meß-Hilfsmittel zur Messung an einer erhöht liegenden Me.Qfläche auf dem Werkstück, wobei das Vorschubgerät durch den Stütziüß 31 in der Waagerechten gehalten wird.

In den Fig. 14. 15 ist eine weitere Anwendung des Vorschubgerätes mit dem Zusatzstück 23 auf eine sogenannte Überkopf-Messung veranschaulicht. Dabei ist das Zusatzstück 23 mit seiner Auflagefläche 27 wiederum auf eine Aufstellfläche aufgestellt, während das bei 34 veranschaulichte zylindrische Werkstück auf die nunmehr nach oben weisende prismenförmige Aufstellfläche 24 aufgelegt ist und durch den Längsschlitz 250 des Zusatzstückes 23 hindurch durch den Tastdiamanten 16 von unten her abgetastet wird.

In Fig. 16 schließlich ist noch der bereits erwähnte Anwendungsfall veranschaulicht, bei dem das Zusatz-Stück 23 mit seiner Stirnfläche 25 auf eine Unterlage 35 aufgesetzt ist, so daß die Stirnfläche 25 als Bezugsfläche und Standfläche dient. Die Unterlage 35 ist im vorliegenden Fall durch das Werkstück gebildet, das eine rechtwinklig zur Planfläche verlaufende Bohrung 36 aufweist, deren Innenwandung durch den Tastdian.jnten 16 abgetastet wird. Auf diese Weise können auch Schnittkanten an Planflächen abgetastet werden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorschubgerät für die Oberflächenmessung nach dem Tastschnitt-Verfahren, bestehend aus einem starren Grundkörper und einem an diesem exakt geführten, beweglichen und eine Kufe mit Tastdiamanten aufweisenden Mikrotaster, der den Tastbewegungen des Tastdiamanten entsprechende Signals abgibt und durch einen an den Grundkörper befestigten Antriebsmechanismus mit konstanter Geschwindigkeit relativ zu dem Grundkörper über eine Taststrecke in einer Profilschnittebene des Werkstückes bewegbar ist dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) rohrförmig ausgebildet ist und den miniaturisierten Antriebsmechanismus (5 bis 9,11) und die Führungselemente (9) für den Mikrotaster (10) enthält, der in dem Grundkörper (1) verschieblich gelagert ist und durch eine Stirnseite (3) nach außen ragt, und daß der aus der Stirnseite (3J hervorragende Abschnitt des Mikrotasters (10) durch ein auf der Stirnseite (3) des Grundkörpers (1) aufgesetztes haubenartiges, längsgeschlitztes und gegebenenfalls prismatisches Schutzstück (17) abgedeckt ist wobei die Kufe (15) radial bezüglich der Längsachse des Grundkörpers (1) durch den Schlitz nach außen τε&ί.

2. Vorschubgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzstück (17) innerhalb des Umrisses des durch den Grundkörper (1) beschriebenen Zylinders liegt.

3. Vorschubgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Crundkc per (1) am Umfang in einer entsprechenden Bohrung (22) eines Einrichtungen (24, 25, 26, 27) zur Aufst 'lung oder Halterung aufweisenden Zusatzstückes (23) aufgenommen ist.

4. Vorschubgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzstück (23) eine zur Aufstellung auf ebene und zylindrische Fläche eingerichtete, prismenförmige Aufstellfläche oder -sohle (24) aufweist.

5. Vorschubgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzstück (23) im Bereiche der prismenförmigen Aufstellfläche (24) einen Längsschlitz (250) aufweist und der Grundkörper (1) in unmittelbarer Nähe der prismenförmigen Aufstellfläche (24) achsparallel zu deren Längsachse in dem Zusatzstück (23) aufgenommen ist und daß die Kufe (17) des Mikrotasters (10) durch den Längsschlitz (250) in die prismenförmige Aufstellfläche (24) ragt.

6. Vorschubgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzstück (23) auf der der prismenförmigen Aufstellfläche (24) gegenüberliegenden Seite eine maßgenaue Auflagefläche (27) aufweist.

7. Vorschubgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzstück (23) zu der prismenförmigen Aufstellfläche (24) rechtwinklig verlaufende und als Auflage= und/oder Bezugsflächen ausgebildete Stirnflächen (25, 26) aufweist.

8. Vorschubgerät nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zusatzstück (23) wenigstens ein verstellbarer Stiitzfuß(31)angeordnet ist.

9. Vorschubgerät nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützfuß (31) in im Bereiche einer der Stirnflächen (25, 26) angeordneten Führungen (29,30) höhenverstellbar geführt ist

10. Vorschubgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Grundkörper (1) endseitig wenigstens eine Standplatte (19) aufsetzbar ist, die gegebenenfalls mit*einer prismatischen Führung (20) ausgebildet ist